反刍动物消化与生理.ppt

反刍动物消化生理,崔丽敏,希杰（青岛）饲料有限公司,反刍动物是 ?,如) 牛,棉羊, 山羊, 鹿, 骆驼, 长颈鹿等具有 反刍胃的动物,消化器官结构及容量 (牛),胃 : 瘤 胃 151 l 第二胃 8 l 第三胃 15 l 第四胃 15 l 小肠 57 l(40m) 大肠 38 l,牙 齿, 门 牙 8个 上颚 前边 板 牙 12个 上颚 后边 板 牙 12个 下颚 后边 咀 嚼 = 41,000 回/天 采 食 6-8小时/天 反复咀嚼 8-10小时/天,唾液和唾液腺(唾液腺), 唾液分泌量 : 100 180 /天 与咀嚼时间成正比 碱性 (ph 8.3) 影响维持第一胃的酸浓度,浆液性唾液分泌腺 : 腮腺, 下鄂大臼齿腺 粘液性唾液分泌腺: 扁桃体腺, 咽腺, 颊腺 混合唾液分泌腺 : 颌下腺,舌下腺, 唇腺,唾液的作用,提高摄取食物的润滑性 容易咀嚼和咽下 溶解饲料中水溶性物质 感觉味道 滋润口腔 保护粘膜 粘液素(mucin)粘度高 饲料通过容易 食道内部湿润 容易吐出 碱性(ph8.3) 中和发酵产物-酸 (缓冲剂) 含有高浓度 na+, k+, ca2+, mg2+, cl-, hco3, hpo42, 尿素等 给微生物提供营养,食 道 (esophagus), 咽和胃之间的消化管 通过食道肌肉蠕动沿食管下行 食道口 (约 18cm) - 犊 牛 : 牛奶直接输送第四胃 - 成 牛 : 分类饲料作用 左侧 送入第二胃 后侧 送入第一伴,反刍动物的胃特征,具有大而复杂结构的胃 (分成四个胃) 前胃(1,2,3胃) : 秘腺非粘液性角质化鱼鳞状的上皮细胞 (nonglandular nonmucus cornified stratified squamous epithelium) 真胃(第四胃 : 与单胃动物的胃相同功能),利用结构碳水化合物 (cellulose, crude fiber) 利用非氮白态氮化合物 (npn),胃的功能 (1),第一胃 (瘤胃) 1) 摄取饲料的贮藏室 2) 订要通过微生物发酵的场所 3) 发酵最终产物的吸收场所 4) 粘液表面主要用绒毛构成 5) 通过挥发性脂肪酸促进绒毛发达 6) 酸度高,会损伤绒毛 附着,胃的功能 (2),第二胃 (网胃) 1) 蜂巢形状 (honey comb) 2) 摄取钉子,铁丝等金属物质时,防止转移 3) 摄取饲料的贮藏和消化物搅拌 4) 发酵调节 5) 形成(cud bolus)食团-用口腔 *反刍胃 : 第一胃 + 第二胃,第三胃 (瓣胃) 1) 圆形肌肉组织 2) 多层叶瓣组成 -瓣胃 3) 吸收水分 (3060%) 4) 吸收挥发性脂肪酸 (4060%) 5) 吸收无机离子 (na, k ) 6) 防止大颗粒物质通过,胃的功能 (3),第四胃(真胃,皱胃) 1) 真胃(true stomach) 皱胃 2) 没有绒毛,螺旋形皱纹多 (fold) 3) 分泌胃酸和胃蛋白酶,血压蛋白原酶等 消化酶 4) 防止饲料发酵 5) 消灭微生物 6) 通过幽门转移小肠,胃的功能 (4),反刍胃的环境,厌氧性 提供适用微生物的环境 容积 : 150-200 l 酸度 : ph 5.07.5 (avg 6.2) 温度 : 39 (3941) 周转率: 48% 停留时间 : 48 h (饲料颗粒) 分泌唾液 : 100180 l/day 缓冲力,反刍胃的收缩运动,从第一胃生成的气体成份,区分 平均含量 (%) 氢气 (h2) 0.2 氧气 (o2) 0.5 氮气 (n2) 7.0 甲烷 (ch4) 26.8 二氧化碳 (co2) 65.5,反刍作用是 ?,通过口腔摄取的饲料不完全咀嚼的状态经过食道进入第一胃内，和胃内容物相混合, 而粗糙或大颗粒食物通过反刍重新 返回口腔，并与唾 液相混合，重新咀嚼 再咽下的一系列过程。,反刍作用 (rumination)-1,1. 反刍周期 : 吐出 regurgitation - 再咀嚼 remastication - 再分泌唾液 reinsalivation - 咽下 reswallowing 2. 开始反刍 : 通过刺激第一，二胃壁促进反刍,反刍作用 (rumination)-2,3. 影响反刍的因素 - 饲料的颗粒大小 (有效ndf : 不通过1.18 mm筛子的数量的%) - 细胞壁构成物质含量 4. 为了维持适合咀嚼时间及第一胃功能 粗饲料的30%的粒度达1cm 以上 粗饲料的15%以上颗粒应达 4cm以上,反刍作用 (rumination)-3,5. 反刍时间 y = 57.95 + 732.23 cwc y : 反刍时间(分/天), cwc : 总供应饲料的干物质中 (%) 6. 如) 如果cwc为60% y = 57.95 + 732.23 * 60/100 = 497.29分钟 (约 8.3小时) ,反刍胃内微生物,细 菌 10101011 22属 60种 原生动物 105 106 6属16种 霉菌 105 106 5属 13种 protozoa 大小 1100万倍 vs bacteria 容积为互相达50%相似,种类和容积 (数/ml),共生关系 (symbiosis),纤维素发酵 生成vfa, co2, ch4 挥发性脂肪酸 能量源，体组织合成源 合成微生物蛋白 蛋白质源 维生素 b群氨基酸合成 供应主体 破坏中毒物质，解毒作用,犊牛的胃,中间阶段,完全成熟的成牛的胃,幽门,食道,食道口,食道,食道口,第2胃,瘤胃,瘤胃,第4胃,第4胃,第2,3胃,第4胃,第2胃,第3胃,食道口,食道,瘤胃,小肠,严禁低头喝奶！,错误,请记住：,根据酶作用物和发酵生成物的细菌分类,纤维素分解细菌的碳水化合物分解最终产物,碳水化合物分解细菌的比较,hc: hemicellulose, a: acetate, p: propionate, b: butyrate, l: lactate,从有机物质生成甲烷的相关细菌,碳水化合物蛋白质脂肪,有机物质,propionate butyrate succinate alcohol fatty acid lactete,acetate,ch4 co2,co2 h2,. hydrolytic & fermentative bacteria (108109/ml),. proton-reducing acetogenic bacteria (106/ml),. methanogenic bacteria (106108/ml),甲烷生成量每天达 200 l (体重 500kg) 饲料能量中 15%通过甲烷生成损失 抑制甲烷生成时 增加生成丙酸盐（propionate） a/p 比率减少 促进甲烷生成时 增加生成醋酸盐（acetate） atp 生成量增加 促进微生物生长,生成甲烷细菌,原生动物 (protozoa),区分 : 鞭毛原生动物 & 纤毛原生动物 1) 鞭毛原生动物 - 数量少，容易又不多 - 对饲料发酵的影响不大 2) 纤毛原生动物 - 总容积与细菌相似 - 根据纤毛的形态不同来区分 区分为holotrichs 和 entodiniomorphs - 都能捕食细菌,纤毛原生动物 (holotrichs),整个身体都用纤毛(cilia)包围 利用糖和淀粉及菊粉（inulin） 生成lactateacetatebutyratehydrogencarbon dioxide (利用碳水化合物消化酶) 自行储备要贮藏碳水化合物 摄取糖的7580% 转换为贮藏碳水化合物 不能调节贮藏量过多摄取时会爆发 贮藏碳水化合物的储备可抑制乳酸菌(lactobacillus)等微生物利用糖，预防瘤胃中ph值降低,纤毛原生动物 (entodinimorphs),整个身体没有纤毛包围，具有纤毛(syncilia) 在第一胃中可看到的最大微生物 吞咽淀粉颗粒，生成淀粉酶(amylase) 可消化cellulose和 hemicellulose entodinia 在低ph环境下生命力较强，生长速度较快 供应大量浓厚饲料环境下，耐力也很强。,原生动物的特征,在厌氧状态下生存，为了碳素均衡会生成vfa和氢气 生成的氢气处理为甲烷细菌共生关系 增殖时间为0.5 2天 比细菌更慢 转移到小肠的量为20% (70%在瘤胃中被消灭) 有流动性，接近新摄取饲料较快 在酸性环境下耐力不如细菌，容易消灭 氮素供应源，无法合成氨基酸，通过细菌捕食供应氨基酸 贡献于细菌倒转 (1%/分),如消除原生动物时 (defaunation),细菌蛋白质合成量增加。 甲烷生成量减少。 纤维素消化率下降。 非可溶性蛋白质分解减少。 脂肪酸的氢气添加量减少。 淀粉消化量增加。 铜和微量无机物的供应增加。 第一胃液输送到小肠的量不同。,瘤胃中的原生动物 (protozoa in the rumen),bron: dehority (1993) laboratory manual for classification of rumen ciliate protozoa crc press,isotricha,diplodinium,epidinium,eudiplodinium,ophryoscolex,polyplastron,entodinium,dasytricha,protozoa 原生动物,你现在看到的原生动物什么形状？,霉菌(rumen fungi),厌氧性真核霉菌 (anaerobic eukaryotic fungi) 约占微生物总容积量 (biomass) 8% 粗糙的粗饲料对大量结构碳水化合物的分解贡献很大 消化大麦稻草消化率的 3750% vs 1425% 细菌被消化 生长倍加时间为 69小时，比细菌长 因ruminococcus 生长缓慢，所以数量较少。,胰脏 (pancreas),与肝连接的小叶腺(lobulated gland) 把2.24.8/天胰液分泌天十二直肠 内分泌腺 (endocrine gland) 分泌insulin, 胰高血糖素(glucagon) 调节血糖 外分泌腺 (exocrine gland) 分泌胰液 (酸性消化物 中和),trypsin inhibitor trypsinogen trypsin enterokinase arginine peptide bond 切断 lysine,胰液 (pancreatic juice),胰液 (pancreatic juice),glycerol lipase triglycerides fatty acids dextrin amylase starch maltose,胆囊(gall bladder), 贮藏在肝合成的胆汁 胆汁酸盐 (bile salt) 促进脂肪乳化剂及脂肪吸收, 溶解游离脂肪酸 分泌到十二直肠的胆汁酸盐的90%以上将被再吸收 贮存于肝脏 (enterohepatic circulation) 45次/天 小肠 肝脏循环, 胆汁色素 (bilirubin) 血色素(hemoglobin）分解最终产物，有利于血浆 游离胆红素(bilirubin)与血浆白蛋白相结合 移动到肝细胞膜，与蛋白质分离吸收 在肝细胞与葡(萄)糖醛酸（glucuronic acid)结合分泌到胆汁管 肠内的胆红素(bilirubin) : 再吸收 (约 95%) 尿 (约 5%) 未吸收 粪胆素(stercobilin) 大便颜色特征,胆囊 (gall bladder), ,小肠 (small intestine),十二直肠 (duodenum) : 分泌胆汁，消化液及部分消化 空肠 (jejunum) : 中间部位，营养素吸收旺盛 回肠 (ileum) : 最后部位，营养素最